روانکنندهها میتوانند یک استابیلایزر خوب PVC را بد جلوه دهند و این دقیقاً جایی است که بسیاری از فرمولاسیونها دچار مشکل میشوند. استابیلایزر مقصر شناخته میشود. اما مشکل واقعی ممکن است سیستم روانکننده باشد. در PVC، روانکنندهها فقط «کمککننده به جریان مذاب» نیستند. آنها موارد زیر را کنترل میکنند:
سرعت فیوژن (Fusion)
ویسکوزیته مذاب
رهاسازی از سطح فلز (Metal Release)
پوششدهی ذرات
جریان در دای (Die Flow)
کیفیت سطح
زمان ماند (Residence Time)
تاریخچه حرارتی (Heat History)
اما وقتی تعادل روانکنندهها به هم بخورد، میتواند کارایی ظاهری استابیلایزر را کاهش دهد. نه همیشه به این دلیل که از نظر شیمیایی آن را «از بین میبرد». بلکه اغلب به این دلیل که مانع میشود استابیلایزر در زمان و مکان مناسب وظیفه خود را انجام دهد.
1. روانکنندگی بیش از حد (Over-Lubrication) فیوژن را به تأخیر میاندازد. اگر ذرات PVC برای مدت طولانی بیش از حد از هم جدا باقی بمانند، انتقال حرارت و ژلاسیون (Gelation) کند میشود. ممکن است استابیلایزر در فرمول وجود داشته باشد، اما کامپاند قبل از رسیدن به فیوژن مناسب، زمان بیشتری را تحت حرارت سپری میکند. این موضوع نیاز به استابیلایزر را افزایش میدهد.
2. اختلاط ضعیف باعث ایجاد نواحی ضعیف موضعی میشود. اگر استابیلایزرها، روانکنندهها، فیلرها و پیگمنتها بهخوبی توزیع نشوند، بعضی از نواحی ریز بهتر از سایر نواحی محافظت میشوند. پیویسی بهصورت یکنواخت تخریب نمیشود.این نواحی ضعیف به شکل تغییر رنگ زودرس، نقاط سیاه، رگهها یا ناپایداری سطحی ظاهر میشوند.
3. روانکنندهها میتوانند رفتار زمان ماند را تغییر دهند
مقدار زیاد روانکننده خارجی میتواند برش (Shear) را کاهش دهد و انتقال مذاب را تغییر دهد. مقدار کم روانکننده میتواند گرمایش ناشی از برش را افزایش دهد. هر دو حالت تاریخچه حرارتی را تغییر میدهند و استابیلایزرها همیشه در حال مقابله با تاریخچه حرارتی هستند.
4. بعضی از انواع روانکنندهها میتوانند با سیستمهای استابیلایزر برهمکنش داشته باشند اسیدهای چرب، صابونهای فلزی، واکسها، استرها و روانکنندههای پیچیده، رفتار یکسانی ندارند.
بسته به شیمی استابیلایزر، آنها ممکن است بر موارد زیر تأثیر بگذارند:
سازگاری (Compatibility)
پخششدگی (Dispersion)
پلیتاوت (Plate-out)
حفظ رنگ (Color Hold)
پایداری بلندمدت
این موضوع بهویژه هنگام تغییر بین سیستمهای زیر اهمیت دارد:
کلسیم/روی (Ca/Zn)
ارگانوتین (Organotin)
بدون سرب (Lead-Free)
فلزات مخلوط (Mixed Metal)
سیستمهای تخصصی
نتیجه چیست؟ یک استابیلایزر بهتنهایی آزمایش نمیشود، بلکه در داخل یک فرمولاسیون آزمایش میشود. همراه با:
روانکنندهها
فیلرها
پیگمنتها
کمکفرآیندها (Processing Aids)
حرارت
برش (Shear)
زمان ماند
بنابراین وقتی یک کامپاند PVC دچار مشکلاتی مانند:
تغییر تدریجی رنگ (Color Drift)
تجمع مواد روی دای (Die Build-Up)
فیوژن ضعیف
پلیتاوت
یا تخریب زودهنگام
میشود، فقط این سؤال را نپرسید:
«آیا استابیلایزر به اندازه کافی قوی است؟»
بلکه بپرسید:
«آیا سیستم روانکننده اجازه میدهد استابیلایزر کار خود را انجام دهد؟» زیرا در PVC، پایداری حاصل عملکرد یک افزودنی واحد نیست که فقط یک وظیفه انجام دهد.
پایداری نتیجه یک تعادل است. گاهی اوقات استابیلایزر ضعیف نیست، بلکه در یک محیط فرمولاسیون نامناسب گرفتار شده است.
---
بطور خلاصه بارها دیده شده که تولیدکننده استابیلایزر را مقصر میداند، در حالی که علت اصلی یکی از موارد زیر است:
مصرف بیش از حد PE Wax یا پارافین واکس
نسبت نامناسب روانکننده داخلی به خارجی
مصرف بیش از حد استئاریک اسید
عدم تعادل بین LMP و PE Wax
فیوژن دیررس به علت روانکنندگی بیش از حد
در چنین شرایطی حتی یک وانپک سربی قوی هم ممکن است رنگدهی ضعیف یا پایداری حرارتی نامناسب نشان دهد، در حالی که مشکل از سیستم روانکننده است نه از خود استابیلایزر.
گروه تحقیق و توسعه روشا پلیمر